Vernetzte Produktion:
EuProGigant
Europäisches Produktionsgiganet
Produktionen komfortabel vernetzen
Derzeit finden zahlreiche Veränderungen statt, die eine immer flexiblere Reaktionsfähigkeit verlangen. Das gilt sowohl im privaten oder Consumer-Bereich als auch für die produzierenden Unternehmen. Wie lassen sich nun diese Betriebe unterstützen, damit sie effizient fertigen und so weiterhin zu unserem Wohlstand beitragen können?
Im Rahmen des Projektes EuProGigant (Europäisches Produktionsgiganet) zeigen wir, wie eine hochgradig vernetzte Produktion mit sich selbst organisierenden und stabilisierenden Eigenschaften ausgestattet sein wird. Das BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) und die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG fördern dieses umfassende sowie langjährig ausgelegte Projekt.
Ziel ist, den Herstellungsprozess von unterschiedlichen Produkten in einem Wertschöpfungs-Ökosystem über mehrere Fertigungsstandorte hinweg zu realisieren. Veränderungen, wie das Hinzufügen neuer Komponenten oder Systeme, lassen sich dabei einfach, komfortabel oder sogar automatisch vornehmen.
Des Weiteren verhält sich das EuProGigant-System beim Auftreten von Störungen stabiler als eine vergleichbare Produktion ohne Künstliche Intelligenz (KI) und entsprechende Regelkreise. Für ein so anspruchsvolles Vorhaben sind Kenntnisse aus unterschiedlichsten Bereichen wie IT, Produktion, Datenanalyse, Forschung Projekt- und Kommunikationsmanagement entscheidend für den gemeinsamen Erfolg – in diesem Fall realisiert in Form des EuProGigant-Konsortiums.
Europäisches Produktionsgiganet – EuProGigant
Nur mithilfe einer effektiven Datenteilung lassen sich Produktionsprozesse über mehrere Standorte und Zulieferer hinweg optimieren. Aus diesem Grund startet das Projekt „Europäisches Produktionsgiganet“. Die zentrale Basis bildet eine sowohl auf neuen als auch etablierten Standards beruhende GAIA-X Architektur. Die klar strukturierten GAIA-X Regeln stellen dabei sicher, dass die sensiblen Produktionsdaten immer im Besitz des Datenlieferanten bleiben! Existentiell sind hierfür die eindeutige Identifikation jedes einzelnen Datenlieferanten/-konsumenten und die Entwicklung leistungsfähiger Mechanismen zum Schutz der gesammelten Daten sowie zur Nachverfolgung der Datennutzung und -verarbeitung. Ganz im Sinne des GAIA-X Gedankens setzen wir an allen Stellen, an denen es möglich und sinnvoll ist, konsequent auf Open Source und offene Standards.
Unser Projektziel
Im Rahmen des Projektes werden wir unser MES System X-NetMES mit leistungsfähigen Cloud-Konnektoren ausstatten und uns auf die Ermittlung und Auswertung von Energiedaten konzentrieren. Durch die intensive Analyse der Wirkzusammenhänge innerhalb der Produktion ermitteln wir im Projektverlauf die „steuerbaren“ Prozessparameter und stellen diese Erkenntnisse den KI-Experten aus unserem Konsortium zur Verfügung. Diese Expertise wird auch in unser X-NetMES Studio einfließen, um unseren Kunden Optimierungsempfehlung für die eigenen Produktionsprozesse geben zu können.
MES integrieren
Ein Produktionsoptimum lässt sich nur ermitteln, wenn neben den Maschinen- auch die MES- und SAP-Daten zur Verfügung stehen. Um dieser Tatsache gerecht zu werden, spezifizieren wir für diese Daten leistungsfähige und offene Schnittstellen. Wir erweitern das EuProGigant-Konzept um Auftrags-, Qualitäts- und Ressourcendaten. Da es sich hierbei oft um besonders sensible Daten handelt, lassen sich die zu übertragenden Daten im MES entsprechend fein konfigurieren. Oberstes Gebot im EuProGigant-System ist dabei die Datensicherheit! Des Weiteren gilt es, tatsächlich nur die für die Lösung der Aufgabenstellung notwendigen Daten zu übertragen.
Stets im Mittelpunkt – der Mensch
Alle Projektbeteiligten sind sich einig: Der Anwender muss im Mittelpunkt stehen und darf in keinem Fall das Gefühl haben, dass das System ein nicht nachvollziehbares „Eigenleben“ führt. Die Produktionsmitarbeiter sollen sich auf ihre Kernfunktionen konzentrieren können – und das EuProGigant-System „kümmert“ sich um die Datenaufbereitung der Daten sowie den automatischen Ausgleich von Störungen im Fertigungsprozess. Sollten die Komponenten/Maschinen nicht in der Lage sein, die Prozessanpassungen selbständig zu übernehmen, informiert das System aktiv die Mitarbeiter in der Produktion. Hierzu statten wir unsere MES Terminals mit – auf diese Aufgabenstellung hin – optimierten Bediendialogen aus. Zur Produktionsüberwachung stehen in unserem MES Studio neue unterstützende Dashboards mit Handlungsempfehlungen zur Prozessoptimierung und Problemlösung zur Verfügung.
Energie smart nutzen
Eine der umfangreichsten Herausforderungen unserer Zeit ist der sorgsame Umgang mit den vorhandenen Ressourcen. Gerade im Bereich der Produktion von Gütern werden große Mengen von Energie „verbraucht“ – und manchmal auch verschwendet. Im Rahmen des Projektes werden wir im MES die Messung der aufgewendeten Energie bis auf das produzierte Teil herunterbrechen. Sie bildet damit die Grundlage für ein intelligentes Energiemanagement. Über die Verknüpfung der Energiedaten mit allen weiteren Daten in der EuProGigant-Cloud stehen somit neue und weitreichende Analysefunktionen zur Verfügung, die wir in unser X-NetMES Studio einfließen lassen. Sobald unser Energie-Dashboard einsatzbereit ist, werden alle Produktionsschritte mit Energieverschwendung aufgedeckt und klar visualisiert.
KI lernt und unterstützt
Neben der Datenspeicherung ist die EuProGigant-KI eine wesentliche Komponente innerhalb des Projektkonzeptes. Über die zu entwickelnden Funktionen zur Selbstorchestrierung kann der Datenstrom direkt von der KI selbst beeinflusst werden. Für die KI-Lernphase sind zunächst die Rohdaten (große Datenmenge) und im Anschluss daran die Smart-Daten (aufbereitete Daten) abrufbar. Zum Ende des Projektes wird die KI in der Lage sein, Störungen des Produktionsprozesses zu erkennen und entsprechende Gegenmaßnahmen einzuleiten.
Standardisierte Anbindung der Produktion
Die an der Produktion beteiligten Komponenten/Maschinen liefern die Daten, um leistungsfähige Regelkreise aufzubauen. Zum Ermitteln der Maschinendaten werden neue Funktionalitäten für kostengünstige Edge-Devices entwickelt und mit leistungsfähigen Schnittstellen versehen. Um die Sicherheit der Produktionsdaten sicherzustellen, werden Lösungen für die eindeutige Identifikation jeder einzelnen Komponente spezifiziert und umgesetzt. Die Fähigkeit zur Selbstbeschreibung der angebotenen Funktionen rundet die eingesetzten Schnittstellen ganz im Sinne von GAIA-X ab. Mit der Dokumentation aller entwickelten Schnittstellen und Funktionen leistet das EuProGigant-Team einen wesentlichen Beitrag zur Standardisierung der Datenübertragung und Kommunikation innerhalb der hochgradig vernetzten Produktionsanlagen.
Außerordentlich wertvoll – die Daten
Fakt ist: Daten gehören zu den wertvollsten „Rohstoffen“ des 21. Jahrhunderts. Allerdings stellt sich eine entscheidende Frage: Für wen stellen welche Daten einen Wert dar und wie lässt sich mit ihnen handeln beziehungsweise ein entsprechender Mehrwert erzielen?
Dazu einige praxisnahe Beispiele: Für einen Hersteller komplexer Produkte können die Fertigungsdaten seiner Zulieferer entscheidende Wettbewerbsvorteile bringen. Kennt dieser beispielsweise schon vor der Anlieferung die Toleranzen der einzelnen Bauteile, kann er diese optimal aufeinander abgestimmt zusammenbauen.
Ähnliches gilt bei Rückrufaktionen. Sollte sich aufgrund der Datenlage zeigen, dass nur die Teile an einer ganz bestimmten Maschine Qualitätsprobleme aufweisen, lässt sich die Menge der zurückzurufenden Teile deutlich reduzieren.
Last but not least: Datenanalysten und Entwickler von KI-Modellen benötigen Daten. Jeder Teilnehmer am EuProGigant-System kann dank GAIA-X seine Daten für die entsprechende Nachfrage im Zuge neuer digitaler Geschäftsmodelle anbieten.
Kontinuierliche Qualitätssicherung im laufenden Projekt
Sowohl große Industriekonzerne als auch agile Mittelständler wissen: Bei Planungen in dieser Größenordnung und der Anzahl an beteiligten Partnern ist die fortdauernde Überprüfung der Zwischenergebnisse von entscheidender Bedeutung für den Erfolg des Projektes. Mit dem Einsatz neu entwickelter Störgeneratoren führen wir von Beginn an Stresstests an dem kompletten EuProGigant-System durch. So ist bereits zu einem frühen Zeitpunkt erkennbar, an welchen Stellen mögliche Probleme auftreten. Entsprechend schnell lassen sich Maßnahmen ergreifen und neue Lösungen finden, um wirkungsvoll gegenzusteuern.
